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深水油气井开采过程环空压力预测与分析 被引量：54
1
作者 张波 管志川 张琦 《石油学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第8期1012-1017,共6页
深水油气井投入生产后受到地层高温流体的影响,井筒内温度场会重新分布引起环空压力上升,威胁油气井管柱的安全服役和井筒完整性。为确保深水油气井井身结构和管柱强度符合长期安全稳产的要求,建立了基于能量守恒定律和多层圆筒壁传热... 深水油气井投入生产后受到地层高温流体的影响,井筒内温度场会重新分布引起环空压力上升,威胁油气井管柱的安全服役和井筒完整性。为确保深水油气井井身结构和管柱强度符合长期安全稳产的要求,建立了基于能量守恒定律和多层圆筒壁传热原理的深水油气井井筒温度分布计算模型,根据深水油气井井身结构复杂、环空层次多的特点,遵照体积相容性原则提出了计算环空压力的迭代方法,实现了对井筒内温度分布和环空压力的预测与分析。利用温度预测模型和压力计算方法对相关影响因素进行了分析。结果表明:环空温度、压力的上升主要集中在油气井投入生产的初期,随生产时间的增加变化逐渐变缓;产量较低时,井口产出流体的温度与环空温度、压力随产量的上升迅速增加,当产量到达一定数值以后井口产出流体的温度与环空温度、压力趋于稳定;环空温度和压力随着地温梯度的增加线性上升。 展开更多
关键词 深水油气井 密闭环空 温度分布 环空压力 影响因素 规律分析
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密闭环空热膨胀压力全尺寸模拟实验 被引量：6
2
作者 胡志强 李鑫 +3 位作者 金鑫 曹耐 张亢 李舒展 《科学技术与工程》 北大核心 2021年第16期6663-6669,共7页
为了验证多层密闭环空热膨胀压力预测模型的准确性和适用性,更深入地探究油气井筒传热与环空压力之间的关系,有必要开展全尺寸环空压力模拟实验研究。通过设计符合油气井身结构特点和现场工况的双环空井段实验装置,模拟高温热流体在不... 为了验证多层密闭环空热膨胀压力预测模型的准确性和适用性,更深入地探究油气井筒传热与环空压力之间的关系,有必要开展全尺寸环空压力模拟实验研究。通过设计符合油气井身结构特点和现场工况的双环空井段实验装置,模拟高温热流体在不同循环温度、循环流量和循环时间的条件下对密闭环空温度和压力造成的影响,分析实验中环空压力随温度增量的变化关系,验证理论模型结果的适用性。结果表明:双环空升温阶段,A环空比B环空升温增压速率更快,温度压力峰值更高;由于环空流体中含有部分无法消除的可压缩溶解气体,导致环空压力上涨幅比环空温度要小;提出环空压温比的概念来评估环空流体产生压力的能力大小,其中纯水受热膨胀产生的环空压温比最高,自然散热前期环空压温比更能反映流体产生热膨胀压力大小;实验测试数据与模型计算结果偏差均在10%以内,满足理论和现场实际需求。可见在实际计算中应该参考实验数据,考虑环空流体特性和气体压缩性质,提高预测精度。 展开更多
关键词 密闭环空 环空压力 热膨胀 全尺寸 模拟实验 多环空 溶解气
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储气库井油套环空压力影响因素分析 被引量：7
3
作者 王兆会 陈俊 +2 位作者 何学良 尹宜勇 刘翀 《西南石油大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2017年第4期145-151,共7页
针对储气库注采井密闭环空带压问题,开展了储气库注采井在生产管柱内温度、压力变化时,密闭环空压力计算模型的研究。首先,根据储气库现场实际简化井身结构,建立了密闭环空分析模型。其次,采用管柱弹性力学平面应变理论、物质的热胀冷... 针对储气库注采井密闭环空带压问题,开展了储气库注采井在生产管柱内温度、压力变化时,密闭环空压力计算模型的研究。首先,根据储气库现场实际简化井身结构,建立了密闭环空分析模型。其次,采用管柱弹性力学平面应变理论、物质的热胀冷缩性质及流体PVT状态方程,建立了数理解析模型。最后,根据某井的基础数据得出储气库注采井生产管柱内温度变化是形成密闭环空压力的主要影响因素这一认识;在只考虑温度、压力变化对保护液影响的情况下,可以满足现场工程要求,误差小于5%,计算结果与现场数据吻合较好。计算方法便于现场的环空压力快速预估。 展开更多
关键词 储气库 注采井 密闭环空 环空压力 环空带压
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深水油气井测试作业时环空压力预测及安全评价
4
作者 庞东豪 赵维青 +5 位作者 赵苏文 唐龙 向世林 张智 周驰宇 敬耘博 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第9期110-115,共6页
为准确预测深水高温高压油气井测试作业时,密闭及非密闭环空压力的变化规律,基于流体温压性质的变化规律,综合考虑流体温度、环空体积、流体质量变化,建立密闭及非密闭环空压力预测模型,研究不同变化因素对环空压力预测结果的影响。研... 为准确预测深水高温高压油气井测试作业时,密闭及非密闭环空压力的变化规律,基于流体温压性质的变化规律,综合考虑流体温度、环空体积、流体质量变化,建立密闭及非密闭环空压力预测模型,研究不同变化因素对环空压力预测结果的影响。研究结果表明:充分考虑流体温压性质变化和流体质量变化影响后的环空压力预测结果更为准确;非密闭环空可以有效缓解持续上升的环空压力。研究结果可为深水油气井测试作业时,有效提升井筒管柱及屏障的完整性与安全提供一定参考。 展开更多
关键词 深水井 环空压力 密闭环空 非密闭环空 流体温压性质变化 流体质量变化
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考虑材料非线性的环空增压预测模型 被引量：8
5
作者 王黎松 高宝奎 +2 位作者 胡天祥 马超 王捷力 《石油学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期235-243,共9页
为了准确预测深水油气井钻采过程中的环空增压,建立了改进的环空增压计算模型。该模型考虑了材料的非线性性质和套管变形的影响,其中材料的非线性性质包括了流体热膨胀系数和压缩系数随温度、压力变化的性质以及套管弹性模量、热膨胀系... 为了准确预测深水油气井钻采过程中的环空增压,建立了改进的环空增压计算模型。该模型考虑了材料的非线性性质和套管变形的影响,其中材料的非线性性质包括了流体热膨胀系数和压缩系数随温度、压力变化的性质以及套管弹性模量、热膨胀系数随温度变化的性质。模型中的非线性函数由插值方法获得,并进行了实验验证和误差分析。计算中,将各个环空沿轴向进行分段,并将变温以增量的方式进行加载。通过算例,将该模型与忽略材料非线性性质和套管变形的简化模型进行了对比,讨论了各非线性参数及井筒变温对环空增压预测结果的影响。结果表明,与改进模型相比,简化模型的误差范围为2.51%~26.11%;在变温较小的深水井中,同时忽略材料非线性和套管变形对环空增压影响较小;而井筒变温较大时,忽略材料非线性后造成的环空增压预测误差非常显著;流体膨胀系数对环空增压的预测结果影响最大,若将流体膨胀系数取为常数,则误差达到70%。 展开更多
关键词 深水井 圈闭压力 环空压力 密闭环空 井筒温度
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油气井密闭环空压力调控技术研究现状与展望 被引量：7
6
作者 张波 管志川 +5 位作者 陆努 李成 王恒 韩超 赵国山 王建云 《中国海上油气》 CAS CSCD 北大核心 2018年第6期135-144,共10页
热膨胀引起的密闭环空压力严重危害油气井井筒完整性。为实现密闭环空压力的高效调控,分析了密闭环空压力的危害,基于不同的作用机制对调控技术措施进行了分类,调研了相关技术措施的应用条件和关键参数,并对比了不同技术措施的关键技术... 热膨胀引起的密闭环空压力严重危害油气井井筒完整性。为实现密闭环空压力的高效调控,分析了密闭环空压力的危害,基于不同的作用机制对调控技术措施进行了分类,调研了相关技术措施的应用条件和关键参数,并对比了不同技术措施的关键技术、施工难度、可靠性和成本。研究表明:密闭环空压力会导致套管挤毁,降低管柱稳定性,并加快套管腐蚀速率,破坏水泥环和封隔器的密封完整性;密闭环空压力的调控主要是通过控制环空温度、释放膨胀液体、容纳环空热膨胀液体和增加环空液体压缩性来实现,按照调控时机可分为主动和被动两类;密闭环空压力调控技术应建立调控措施优选系统,提高预测精度,并分析环空带压条件下的井筒完整性,根据单井条件和地层性质采取相关措施。本文研究成果可为密闭环空压力调控技术的优选及关键参数设计提供参考。 展开更多
关键词 密闭环空压力 井筒完整性 调控技术 研究现状 技术展望
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深水油气井环空带压预防弹性隔离液体系 被引量：5
7
作者 郭永宾 吴志明 +2 位作者 杨玉豪 余意 刘智勤 《钻井液与完井液》 CAS 北大核心 2019年第5期654-658,共5页
深水油气开发过程中,套管圈闭环空内流体温度升高会引起环空带压的现象,严重时会挤毁或胀裂套管,给生产作业带来严重的安全隐患。为解决这一问题,室内研究了一套预防环空带压的弹性隔离液体系,并采用自制的“高温高压弹性流体评价仪”... 深水油气开发过程中,套管圈闭环空内流体温度升高会引起环空带压的现象,严重时会挤毁或胀裂套管,给生产作业带来严重的安全隐患。为解决这一问题,室内研究了一套预防环空带压的弹性隔离液体系,并采用自制的“高温高压弹性流体评价仪”和“弹性材料往复压缩试验仪”对隔离液的性能进行评价。研发的弹性隔离液体系配方为:海水+0.4%悬浮剂HX+6%弹性剂+超细铁矿粉,密度在1.10~1.90 g/cm^3内可调。评价结果表明:①该弹性隔离液体系具有高弹性、抗压缩性强的特点,弹性恢复率为100%;②在不同温度条件下能够稳定地保持弹性,缓解压力效果稳定;③与钻井液和水泥浆配伍性较好,不影响弹性隔离液和固井水泥浆施工作业。研发的弹性隔离液体系应用在深水油气井可以缓解和控制环空带压现象。 展开更多
关键词 深水钻井 油气井 环空带压 弹性隔离液 抗压缩性
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套管封固段变形对高温高压井环空圈闭压力影响规律 被引量：13
8
作者 董星亮 刘书杰 +1 位作者 谢仁军 张兴全 《石油钻采工艺》 CAS CSCD 北大核心 2016年第6期782-786,共5页
高温高压井在钻井及生产过程中,由于密闭环空流体受热膨胀产生的环空圈闭压力严重影响着气井的安全,环空圈闭压力大小与密闭环空体积变化密切相关。为研究套管封固段变形对环空圈闭压力的影响,根据弹性变形理论,在建立套管—水泥环—地... 高温高压井在钻井及生产过程中,由于密闭环空流体受热膨胀产生的环空圈闭压力严重影响着气井的安全,环空圈闭压力大小与密闭环空体积变化密切相关。为研究套管封固段变形对环空圈闭压力的影响,根据弹性变形理论,在建立套管—水泥环—地层协调变形模型的基础上,综合考虑环空流体参数、套管变形等因素,建立了多管柱环空圈闭压力计算模型,结合实际案例分析了套管变形对环空圈闭压力的影响规律。研究表明考虑套管封固段变形预测的环空圈闭压力值较不考虑该因素时降低约13%,且与现场实测值更接近。该研究对于指导高温高压井的套管柱设计及安全生产有重要的现实意义。 展开更多
关键词 高温高压井 环空圈闭压力 固井段 套管变形 环空体积变化
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